计量的特点与作用

计量的特点与作用

计量，过去在我国称为度量衡，只是在二十世纪五十年代以后，才逐渐以"计量"取代"度量衡"这一称谓。沿用了两千多年的度量衡，其原始含义为长度、容积、重量的计量，主要器具为尺、斗、秤。随着社会的发展其含义亦在不断变化和发展，可以说，计量是度量衡的发展；也可以说，计量是现代度量衡。显然，"计量"比"度量衡"更确切、更广泛、更科学。

从概念上说，计量学是关于测量理论与实践的知识领域。换句话说，有关测量的一切，都是计量学研究的对象，都包含于计量学之中。计量是量值准确一致的测量。如何才能使量值准确一致，那就需要有公认、约定或法定的计量单位、计量器具、计量人员、计量检定系统（过去曾称为量值传递系统）、检定规程等。

概括起来，计量具有下列基本特点：

1、准确性。准确性是计量的基本特点，它表征的是测量结果与被测量的真值的接近程度。也就是说，计量不仅应明确地给出被测量的值，而且还应给出该量值的误差范围（不确定度）。否则，量值便不具备明确的社会实用价值。所谓量值的统一，也是指在一定准确性范围内的统一。

2、一致性。计量的一致性，不仅限于国内，而且也适于国际。即无论在任何时间、地点、利用任何方法、器具以及任何人进行测量，只要符合有关计量所要求的条件，计量结果就应在误差范围内一致。

3、溯源性。在实际工作中，由于目的和条件的不同，对计量结果的要求亦各不相同。但为使计量结果准确一致，所有的量值都必须由相同的基准（或标准）传递而来。换句话说，任何一个计量结果，都能通过连续的比较链与原始的标准器具联系起来，这就是溯源性。就一国而论，所有的量值都应溯源于国家基准（或标准）；就世界而论，则应溯源于国际基准（或标准）或相应的约定标准。否则，量出多源，不仅无准确一致可言，而且势必造成技术上和应用上的混乱，以致酿成严重的社会后果。

4、法制性。计量本身的社会性就要求有一定的法制保障，也就是说，量值的统一，不仅要有一定的技术手段，而且还要有相应的法律和行政管理。特别是那些对国计民生有明显影响的计量，更必须有法制保障。否则，量值的统一便不能实现，计量的作用便无法发挥。随着科技的进步、生产的发展，计量的作用和意义已日益明显，下面略举几例，便可显见一斑。

1、计量与科学技术

众所周知，科学技术是人类生存和发展的一个重要基础。没有科学技术，便不可能有人类的今天。任何科学技术都是为了探讨、研究、分析、掌握和利用事物的客观规律，而所有事物的基础都是"量"，体现形式仍然是"量"。为了准确地获得这些量值，只有通过计量。比如，哥白尼关于天体运行的学说，只是在伽例略发明了望远镜，进行了实际观察之后才得以确立的；著名的万有引力定律，尽管早已被牛顿所揭示，但直到百年之后，经过实际测量的验证，才被确认；爱因斯坦的相对论，也是在光频精密测量的基础上获得了比较精确的光速c值后、才得到了比较明确的验证；李政道和杨振宁关于弱相互作用下宇称不守恒的理论，也是吴健雄等人在进行了专门的计量测试后才验证的。从经典的牛顿力学到现代的量子力学，各种定律、定理，都是经过实际验证才得以确立或被承认的。计量正是所有验证的技术基础与重要的手段。

历史上三次大的技术革命，都充分地依靠了计量，同时也促进了计量本身的发展。以蒸汽机的广泛应用为主要标志的第一次技术革命，导致以机器为主的工厂取代了以手工为基础的作坊，使生产力得以迅速的提高，从而确立了资本主义的生产方式。当时，经典力学和热

力学是社会科技发展的重要理论基础。在蒸汽机的研制和应用的过程中，都需要对蒸汽压力、热膨胀系数、燃料的燃烧效率、能量的转换等进行大量的计量测试。力学和热工计量，就是在这种情况下发展起来的。另外，机械工业的兴起，使几何量的计量得到了进一步的发展。

以电的产生和应用为基本标志的第二次技术革命，更加推动了社会生产的发展。欧姆定律、法拉第电磁感应定律以及麦克斯韦电磁波理论等，为电磁现象的深入研究和广泛应用、电磁计量的开展。提供了重要的理论基础。例如，1821年西贝克发现的热电效应，为热电偶的诞生奠定了物理基础；而各种热电偶的研制成功，则对温度计量、电工计量以至无线电计量提供了一种重要手段，促进了相应科技的发展。为了实际测量地球运动的相对速率，迈克尔逊等人利用物理学的成就，研制出了迈克尔逊干涉仪，从而为长度计量提供了一个重要方法。1892年，迈克尔逊用镉光（单色红光）作为干涉仪的光源，测量了保存于巴黎的铂铱合金标准米尺的长度，获得了相当精确的结果（等于1553163.5个红光波长）。直至近百年后的今天，利用各种干涉仪精密测量长度，仍是几何量计量的一个重要方法。爱因斯坦在普朗克假说的基础上，提出了光不仅具有波动性，而且还具有粒子性，从而说明不同频率的光子具有不同的能量。上述理论成功地解释了光电效应，成了热辐射计量的基础，同时也使计量开始从宏观进入微观领域。

随着量子力学、核物理学的创立和发展，电离辐射计量逐渐形成。核能及化工等的应用和发展，导致了第三次技术革命。在这个时期，科学技术和社会生产的发展更加迅速，原子能、化工、半导体、电子计算机、超导、激光、遥感、宇航等新技术的广泛应用，使计量日趋现代化，由经典计量进入了量子计量的新阶段，计量的宏观实物基准正在向自然（量子）基准过渡。新的米定义和原子频标的建立，有着相当重要的意义。长度和频率的精密测定，促进了现代科技的发展。比如光速的测定、原子光谱的超精细结构的探测、航海、航天、遥感、激光等许多科技领域，都是以频率和长度的精密计量为重要基础的。

至于当前人们广泛谈论和关注的所谓第四次技术革命，将引起科技和社会的重大变革，人类将进入"超工业社会"或"信息社会"。那时，不可再生的石化燃料能源将转换成可再生的太阳能、海潮发电等新能源，钢铁、机械、汽车、橡胶等传统产业部门将为电子工业、宇航工程、海洋工程、遗传工程等新兴工业所取代，等等。这场技术革命的先导是微电子学和计算机，而集成电路的研制又可以说是先导的核心。集成电路的研制，没有相应的计量保证是不可想象的。比如，硅单晶的物理特性、几何参数，超纯水、超纯气的纯度，化学试剂、光刻胶的性能，膜层厚度、层错位错，离子注入深度、浓度、均匀度以及工艺监控测试图形等的测定，都是精密计量。当前，我国集成电路的研制尚比较落后，计量工作跟不上是其中的一个主要原因。

总之，科学技术的发展，特别是物理学的成就，为计量的发展创造了重要的前提，同时也对计量提出了更高的要求；而计量学的成就，又促进了科技的发展。正如门捷列夫所说：没有测量，就没有科学。聂荣臻同志也明确指出：科技要发展，计量须先行；没有计量，寸步难行。

2、计量与工农业生产

计量对工业生产的作用和意义是很明显的。社会化大生产的本身就要求有高度的计量保证。生产的发展，大体上可分为三个阶段，即以经验为主阶段，半经验、半科学阶段和科学阶段。计量则是科学生产的技术基础，从原材料的筛选到定额投料，从工艺流程监控到产品的质量检验，都离不开计量。比如，一辆载重汽车有9000多个零件，由上百个工厂生产，若没有一定的计量保证，怎么能装配成功？鄂钢加强能源计量管理，组织动员职工扎扎实地开展节能降耗，向计量要效益的活动，加强了对废气、空气量、燃烧供热量以及温度等的计量监控，仅2001年一年炼铁喷煤控制系统的顺利运行就降低生产成本534.22万元。天津玛钢厂是我国生产玛钢零件的第一大厂。长期以来，耗能十分严重，是天津市耗能的重点户。